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          什么是分子篩,分子篩的結構和組成是什么,基本性質是什么?

          發布日期:2022-06-11瀏覽次數:1418

          分子篩定義及基本性質

            分子篩是一類具有均勻孔徑的不溶性的硅鋁酸鹽。傳統的分子篩是沸石型、具有微孔結構(孔徑<2nm)的硅鋁酸鹽,但隨著分子篩科學的發展,出了磷鋁酸鹽、磷硅鋁酸鹽等新型分子篩與多孔化合物。至2003年,具有獨特骨架結構的分子篩已達145種,而組成微孔的骨架元素已超過30種。

            分子篩具有與一般物質分子大小數量級相當的均勻微孔,空曠的骨架結構,孔體積占總體積的30%~50%,大的比表面積(300~1000m2/g)和小的外表面(約為總表面積的1%)及高熱穩定性。

          分子篩

            人工合成分子篩后為白色晶體粉末,用天然礦物作原料或在合成過程中混入雜質時,產品有時略帶顏色,其粒度范圍為1~10μm,平均顆粒大小為1~5μm,不溶于水及有機溶劑,一般溶于強酸。為了適應工業應用的需要,一般分子篩原粉用粘土等黏合劑黏結,制成一定的形狀,常見的有:顆粒狀、條狀、塊狀、蜂窩狀等。分子篩的基本性質主要體現在:離子交換性、吸附性能及其催化性能

          各種分子篩的化學組成與結構

            1、分子篩的化學組成。由硅鋁酸鹽組成的多孔分子篩材料,一般稱為分子篩,其化學組成為:

            Mr/n[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O

            式中,M是金屬陽離子;n是它的價數(分子篩不同,M表示的金屬陽離子也不同,經驗中的M可以是Na、K、Ca、Mg等金屬,也可以是有機胺或復合離子),當金屬離子的化合價n=1時,M的原子數等于Al的原子數,若n=2,M的原子數為Al原子數的一半;x是AlO2的分子數,當式中x數值不同時,分子篩的抗酸性、熱穩定性以及催化活性都不同,一般x值越大,耐酸性和熱穩定性越高;y是SiO2分子數;z是水分子數。

            因為AlO2帶負電荷,金屬陽離子的存大可使分子篩保持電中性。

            通常,沸石分子篩的分類主要是依據其化學組成中硅鋁比x:y的不同。例如沸石A、沸石X、沸石Y和絲光沸石的硅鋁比分別為1.5~2、2.1~3.0、3.1~6.0和9~11。

            2、磷酸鋁分子篩與微孔磷酸鹽組成。1892年,作為分子篩家族的新成員——磷酸鹽分子篩AlPO4-n(n為編號)問世了。磷酸鹽分子篩不僅包括具有大孔、中孔與小孔的AlPO4-n分子篩,而且可以將13種元素Li、Be、B、Mg、Si、Ga、Ge、Ti、Mn、Fe、Co、Zn,包括主族金屬與過渡金屬以及非金屬引入微孔骨架,生成具有24種開放骨架結構類型的六大類微孔化合物:AlPO4-n、SAPO-n、MeAPO-n、MeASO-n、ElAPO-n與ElAPSO-n。其中后面的四類還可生成多個元素的衍生物,因此這個家族的微孔化合物成員總數已達200種以上。

          SAPO-34分子篩

            1988年,人們又成功合成出第一個具有十八元環圓形孔口(12.7A×12.7A)的磷酸鋁——VPI-5。之后又陸續合成出JDF-20、ULM-4等具有超大微孔結構的分子篩。


            常見問題
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